灌溉自動化設計依據(jù)

《節(jié)水灌溉技術規(guī)范》SL207-1998、

《微灌工程技術規(guī)范》SL103-1995、

《土壤墑情監(jiān)測規(guī)范》SL364-2006、

《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB 50303-2011、

《自動化儀表工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB 50131-2007、

《電子計算機機房設計規(guī)范》GB50174-93、

通尚科技智能灌溉系統(tǒng)的控制層由控制中心、首部控制層和田間控制層三個層級構成。該控制中心采用"分散控制，集中管理"的模式，灌溉系統(tǒng)中的首部控制器及其所控制的面積形成一個相對獨立的智能灌溉單元，可單獨操作。在此基礎上將地理位置接近，同屬一個管理機構的灌溉單元組網(wǎng)，接入到一個中央控制室進行集中管理。同時可配合小型氣象站和土壤墑情監(jiān)測站實現(xiàn)全自動化精準節(jié)水灌溉。該方案集前端數(shù)據(jù)采集監(jiān)測，后端數(shù)據(jù)存儲分析于一體，真正形成一套基于實時數(shù)據(jù)的智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)解決方案。

控制中心可單獨控制某個首部控制器或田間控制器。監(jiān)控中心可實時顯示和控制整個灌區(qū)的灌溉情況，通過GPRS通訊方式與首部控制器連接，灌溉計劃由控制中心下達到首部控制器，由其存儲并執(zhí)行控制中心下發(fā)的指令，并根據(jù)灌溉計劃實時控制田間控制器的開啟。

該系統(tǒng)解決方案，可實時采集并存儲各類數(shù)據(jù)參數(shù)，如土壤溫濕度，氣象參數(shù)，不同植物生長參數(shù)，通過對這數(shù)據(jù)的長期跟蹤和分析，可針對不同的區(qū)域、不同的場景、不同的種植作物，制定更加合理的施肥和灌溉計劃，實現(xiàn)精準灌溉、精準施肥，真正達到節(jié)水，增效，增產(chǎn)的目的，大力提升農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的科學管理水平。

(1) 控制中心

控制中心設置在灌區(qū)管理中心，對其所管轄的灌區(qū)制定灌溉計劃，并將計劃實時下發(fā)到首部控制器執(zhí)行，同時具備即時控制的功能。其設置應特別注意與管理模式相結(jié)合，其重要功能主要是根據(jù)采集數(shù)據(jù)制定合理的灌溉計劃，數(shù)據(jù)分析，檢測系統(tǒng)運行情況及告警等。

(2) 首部控制器

HCB5510型首部控制器通過GPRS方式與監(jiān)控中心通訊，通過zigbee無線或CAN有線的方式與田間控制器通訊，可外接多個傳感器，并可同時接入小型氣象站和土壤墑情站。

首部控制器本身自帶簡易灌溉管理軟件，可通過首部控制器下發(fā)灌溉計劃，該控制器可監(jiān)測水泵情況、水池水位、管道壓力、供水流量和電量等參數(shù)，并可控制引渠進水閘門、水泵、過濾器沖洗以及施肥閥等。同時具有欠壓、缺相、相序、管路失壓、超額灌溉或非計劃用水等故障監(jiān)測和報警功能。

(3) 田間控制終端

FCB5210型田間控制器根據(jù)首部控制器下發(fā)的命令執(zhí)行電磁/電動閥的開啟。具備壓力、開度監(jiān)測、充放電控制、上位機指令解釋執(zhí)行、采集數(shù)據(jù)的上報及存儲、CAN有線或Zigbee無線通訊等功能。

應用軟件是實現(xiàn)整個系統(tǒng)功能的載體，是系統(tǒng)最終能否發(fā)揮效用的關鍵所在，因此可以說管理軟件的好壞決定著項目的成敗。系統(tǒng)軟件為三層結(jié)構:

(1) 數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層主要完成各類數(shù)據(jù)的采集和存儲，如土壤墑情數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、植物生長數(shù)據(jù)、滲透率等。

(2) 應用層

該層的主要工作是制定和執(zhí)行輪灌計劃。可根據(jù)灌溉的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，以及采集的氣象、土壤墑情等相關數(shù)據(jù)，制定科學合理的灌溉計劃。

灌溉計劃設計完成后，控制命令自動下發(fā)與首部控制器，之后由首部控制器操作田間控制器、水泵、閥門、施肥等設備的開啟與關閉。在灌溉的過程中，其可根據(jù)采集的氣象、土壤墑情等參數(shù)的變化情況，如降雨停灌，墑情超限停灌等，適時調(diào)整和優(yōu)化灌溉計劃，并提醒后臺管理人員，是否按照新的優(yōu)化方案執(zhí)行灌溉計劃。

(3) 界面層

界面層為軟件設計的最上層，整個界面層設計科學、美觀、易用、易維護;該層可提供豐富的數(shù)據(jù)分析，實時顯示灌區(qū)的灌溉情況氣象參數(shù)以及整個灌區(qū)的網(wǎng)絡拓撲圖，可結(jié)合GIS等工具多采用圖形界面，能夠自動生成各類數(shù)據(jù)圖表。

行業(yè)領先:

模塊化設計，統(tǒng)一的硬件平臺，所有對外接口均進行EMC設計。系統(tǒng)設計借鑒電信級和汽車級的先進設計理念，行業(yè)領先的智能灌溉解決方案。

實時監(jiān)控:

系統(tǒng)支持自動報警、告警分析和設備診斷功能，準確定位和診斷故障節(jié)點，可實時監(jiān)控整個系統(tǒng)的運行情況。

先進管理:

平臺采用無線基站的管理模式，整個系統(tǒng)功能更加豐富，容錯能力更強，系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定、可靠、易用。該平臺成功解決了目前市場上同類產(chǎn)品的存在的某些缺陷，大大提升設備使用率和系統(tǒng)工作效率，充分降低了人力及系統(tǒng)維護成本。

分布式結(jié)構:

可與上層管理軟件對接，向下也可實現(xiàn)靈活組網(wǎng)，接口種類豐富，可同時接入10多種設備，具有強大的靈活性與可擴展性，滿足幾乎所有節(jié)水灌溉場景的需求

遠程灌溉自動化控制技術

電子、通信與自動控制技術-電子、通信與自動控制技術其他學科